Josephsonov učinek je prehod parnih elektronov skozi tanko, izolacijsko dielektrično pregrado, nameščeno med dvema superprevodnikoma. Bakerski par elektronov prehaja skozi izolacijski sloj preko tunelskega učinka. Ni padca napetosti, medtem ko tok ostane pod določeno ravnjo, ki je znana kot kritični tok. Pod stalnimi pozitivnimi napetostmi se vzdržujejo izmenični in enosmerni tokovi iz prehoda elektronov. Učinek je v zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja napovedal Brian D. Josephson in se uporablja za meritve zelo nizkih temperatur in v vezjih Josephsonovih stičišč, ki lahko hitro preklopijo signale za shranjevanje podatkov.
Elektroni prehajajo skozi mikroskopsko tanek izolacijski film. Josephsonov učinek je mogoče nadzorovati z uporabo magnetnega polja, ki zmanjša moč supertoka čez pregrado. Magnetna polja blokirajo vstop v notranjost Josephsonovega stičišča z delnimi vrtinci. Moč toka narašča in pada na različnih točkah, medtem ko se jakost polja intenzivira, kar omogoča nadzor prehoda in preklapljanja signala.
Ko so superprevodniki izpostavljeni enosmernemu toku, se elektronski pari preidejo skozi pregrado, saj se sproščajo elektromagnetno valovanje, kar povzroči proizvodnjo majhnih količin svetlobe namesto toplote. Josephsonov učinek je mogoče uporabiti tudi za radijsko elektroniko, ki se uporablja v izjemno hladnih razmerah, saj lahko Josephsonov spoj deluje kot senzor elektromagnetnega nihanja. Vezja, ki temeljijo na tem stičišču, lahko shranjujejo tudi podatke in jih je mogoče izdelati v tesnih prostorih, ker so tako učinkovita, da je možna uporaba v računalnikih.
Josephsonov učinek se pojavi pri zelo nizkih temperaturah in je najučinkovitejši pri temperaturah blizu nič stopinj Kelvina (približno -460°:F). Sistemi, ki uporabljajo ta učinek, so lahko ohlapno povezani za merjenje magnetnih polj. Prav tako lahko ustvarijo nizke ravni moči kot del generatorjev, ki so lahko zasnovani za preklapljanje na številnih frekvencah. Način uporabe Josephsonovega učinka je odvisen od inženirjevega znanja o kvantni fiziki in se meri z uporabo različnih zapletenih matematičnih formul.
Instrumenti, ki vključujejo Josephsonove križišča, uporabljajo Josephsonov učinek za natančne meritve dimenzij, ojačajo elektromagnetne signale in poganjajo hitre računalnike. Josephsonov tunelski stičišče preklopi signale hitreje kot katero koli drugo polprevodniško stikalo. Tak sistem lahko deluje na enosmernih ali mikrovalovnih frekvencah, zato se lahko superprevodniki uporabljajo v številnih različnih meroslovnih in računalniških aplikacijah.